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某科研单位激光纳米实验室中科科仪 FF-100/110 分子泵真空泄漏维修案例

发布日期:2026-6-15 20:47:01 访问次数:38

一、维修单位

北京博锐兴高科技有限公司

二、客户信息

客户类型:某科研单位激光纳米实验室

应用方向:超快激光与纳米材料相互作用实验平台

核心要求:实验腔体需维持 5.0E-5 Pa 以下的高真空环境,以保证激光光路洁净及纳米级样品处理效果。

三、故障设备信息

分子泵型号:中科科仪 FF-100/110

中科科仪 FF-100/110真空泄漏

故障现象:分子泵可正常启动并达到满速(额定转速),但实验腔体极限真空仅能抽至 2.0E-3 Pa 左右,远无法满足实验所需的高真空标准。

四、故障现象详细描述

1泵体状态正常:分子泵通电后正常加速,约 8 分钟达到满速,泵体电流、振动、噪音均在正常范围,表面温度无异常升高。

2真空度停滞:系统连续抽气超过 4 小时,真空计示值始终徘徊在 2.0E-3 Pa 附近,无法继续下降。

3隔离测试指向腔体:关闭腔体与分子泵之间的高真空插板阀,分子泵入口侧真空迅速抽至 5.0E-5 Pa 以下,证实分子泵本身抽气能力正常。重新打开阀门,腔体压力回升,判断泄漏源位于腔体侧

4实验无法进行:不达标的真空度导致激光传输中产生散射、样品表面吸附杂质,纳米实验被迫中断。


五、故障定位:氦气检漏仪精准查漏

为高效定位泄漏点,北京博锐兴高科技有限公司派出专业工程师携带普发 ASM 340 氦质谱检漏仪到场检测。

检测流程

1 ASM 340 检测口连接至腔体预留的检漏法兰,分子泵对腔体持续抽真空,检漏仪进入真空法检测模式。

2使用高纯氦气喷枪,对腔体所有 CF 法兰接口、观察窗密封面、真空规接头、电极引入法兰及波纹管焊缝逐一喷射氦气。

3当氦气喷至主腔体下部 CF-F 法兰连接处时,检漏仪氦离子信号从背景水平(约 1.0E-9 Pa·m³/s)瞬间跃升至 8.5E-7 Pa·m³/s,氦气移除后信号迅速回落至基线。

4重复测试三次,结果一致,确认该法兰为泄漏源。

六、故障原因分析

1直接原因CF-F 法兰连接处无氧铜垫圈密封失效,外部大气持续漏入腔体,破坏高真空。

2失效机制:该垫圈已多次拆装使用,铜垫圈刀口压痕已塑性变形至极限,金属弹性耗尽,无法再次形成有效密封。同时存在螺栓预紧力不均匀问题。

3为什么分子泵满速却真空差:分子泵抽气能力正常,但漏入的气体量与泵在高真空下的抽气速率达到动态平衡,使腔体压力无法下降至目标值,表现即为“真空抽不下去”。

七、维修步骤(北京博锐兴高科技有限公司现场实施)

1. 系统泄压与安全拆卸

关闭分子泵电源,待转子完全停止。

向腔体充入高纯氮气至大气压。

戴洁净丁腈手套,对角松开该 CF-F 法兰螺栓,取下失效的无氧铜垫圈。

2. 密封面检查与清洁

目视检查两侧法兰刀口:刀口光滑无崩口、无贯穿性划痕,可继续使用。

用无尘布蘸无水乙醇,反复擦拭刀口及密封平面,去除微小金属碎屑和污染物。

待酒精完全挥发、密封面干燥后方可安装新垫圈。

3. 更换无氧铜垫圈

选用原厂规格 CF-F 无氧铜垫圈(材质 OFHC 无氧铜,符合 ISO 3669 标准),一次性使用。

将新垫圈轻轻放置于法兰中心,确保与刀口同心。

使用扭矩扳手,按对角顺序分三步逐步紧固螺栓至规定扭矩,确保法兰面平行受压,垫圈均匀变形。

4. 复检漏点

重新开启分子泵抽真空,待检漏仪就绪后对更换后的法兰接口再次喷氦。

ASM 340 信号全程无波动,稳定在背景水平,确认漏点完全消除。

5. 极限真空测试与验收

系统连续抽气,真空计示值持续下降。

2.5 小时后,极限真空达到 3.2E-5 Pa,优于客户要求的 5.0E-5 Pa 标准,读数稳定无回升。

进行保压测试,压力上升率远低于允许值,气密性合格。

客户现场确认达标,实验恢复进行。

八、维修总结

1故障性质:非分子泵故障,属真空密封件(无氧铜垫圈)老化失效导致的外部泄漏。

2维修关键:更换全新无氧铜垫圈,并以对角顺序、分步力矩紧固。

3检漏仪核心作用:普发 ASM 340 氦检漏仪精准快速定位漏点,避免盲目拆装,节省维修时间和科研进度。

4专业服务体现:北京博锐兴高科技有限公司提供从故障诊断、氦检漏定位到密封件更换和真空度验证的一站式服务,确保设备恢复至出厂性能。

九、预防维护建议(北京博锐兴高科技有限公司)

1一次性垫圈原则CF-F 法兰每次拆卸后必须更换新无氧铜垫圈,严禁复用。

2定期预防性检漏:建议每半年使用氦检漏仪对关键密封面进行普检,早发现早处理,避免影响实验。

3规范安装习惯:使用扭矩扳手按对角、分步方式紧固,确保受力均匀。

4真空系统健康监测:建立真空系统极限真空和保压测试档案,实时掌握系统气密性变化趋势。

5专业团队保障:如真空设备出现异常,请联系 北京博锐兴高科技有限公司 获取专业技术支持。

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